TCP/IP برای IP ورژن 4 (IPv4) مجموعه ای از پروتکل های تحت شبکه است که ویندوز بوسیله آن با دیگر کامپیوتر ها در اینترنت ارتباط برقرار میکند. این مجموعه پروتکل با سرویس های نام دهی در ویندوز مانند DNS و تکنولوژی های امنیتی مثل IPSec تعامل خوبی دارد و ارتباط بین دو سیستم را در اینترنت تسهیل میکند.
اگر بخواهیم بصورت ایده‌آل صحبت کنیم باید بگوییم که هر زمان کامپیوترها (با سیستم عامل ویندوز) در شبکه با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند، از مجموعه پروتکل TCP/IP استفاده شده است. در این مقاله قصد داریم تا عناصر موجود در مجموعه پروتکل TCP/IP، معماری پروتکل، وظایف TCP/IP، ساختار آدرس دهی و چگونگی مسیر یابی بسته های داده را مورد بررسی قرار دهیم.
پروتکل های TCP/IP در چهار لایه مفهومی جای گرفته اند که به آن مدل دارپا (DARPA) گویند؛ این نام پس از توسعه TCP/IP توسط دولت امریکا بر آن نهاده شده است. چهار لایه مدل ARPA عبارتند از: Application، Transport، Internet و Network Interface. گفتنی است که هر لایه در این مدل با یک یا بیش از یک لایه در مدل هفت لایه ای (Open System Interconnection(OSI تطابق دارد.در زیر معماری پروتکل TCP/IP را شاهد هستیم:
نکته: این مدل صرفا بنا بر IPv4 تعریف شده است و در مورد IPv6 این مدل فرق دارد.
این لایه که به لایه Network Access هم شناخته میشود، وظیفه قرار دادن بسته های TCP/IP را بر روی شبکه (رسانه انتقال) دارند و در مقابل بسته های TCP/IP را از شبکه (رسانه انتقال) تحویل میگیرند. TCP/IP طوری طراحی شده است تا بتواند با انواع روش دسترسی به شبکه، فریم و رسانه شبکه کار کند؛ بنابراین TCP/IP را میتوانیم در انواع مختلف شبکه بکاربریم.
-------------------------------------------------
برای دسترسی به مجموعه بهترین دوره های آموزش شبکه های کامپیوتری ( مبانی شبکه ، نتورک پلاس ، مانیتورینگ و ... ) مقدماتی تا پیشرفته با ارائه گواهینامه و فیلم رایگان همین الان کلیک کن
--------------------------------------------------
این فراگیری را میتوان از رسانه مورد استفاده در LAN مانند اترنت و توکن رینگ تا تکنولوژی های WAN مانند X.25 و Frame Relay در نظر گرفت. این قابلیت بالای TCP/IP در همخوانی با هر رسانه خاص شبکه باعث شده است تا با رسانه جدیدی مثل ATM نیز سازگاری داشته باشد.این لایه با لایه های Data Link و Physical در مدل OSI همخوانی دارد. این نکته را نیز باید خاطر نشان کرد که لایه Internet اگر از وجود سرویس های Sequencing و Acknowledgment بهره نبرد، ممکن است به همراه لایه Network Interface بیان شود.
لایه اینترنت وظایف آدرس دهی، بسته بندی و مسیر یابی را بر عهده دارد. پر.تکل های اصلی در این لایه عبارتند از: IP، ARP، ICMP و IGMP.
لایه اینترنت مشابه لایه network در OSI است.
این لایه که به لایه Host-to-Host Transport نیز معروف است، سرویس های ارتباطی دیتاگرام و session را برای لایه Application آماده میکند. پروتکل های اصلی در این لایه عبارتند از: (Transmission Control protocol (TCP و (User Datagram Protocol (UDP.
لایه Transport در TCP/IP مشابه لایه Transport در OSI است.
این لایه به اپلیکیشن ها این اجازه را میدهد تا به سرویس های موجود در لایه های دیگر دسترسی داشته باشند و بتوانند پروتکل هایی که برای تبادل دیتا استفاده میکنند، تعریف نمایند. پروتکل های زیادی در لایه Application وجود دارند و پروتکل های جدید نیر مرتبا در حال توسعه هستند.اکثر پروتکل های معروف موجود در این لایه آن هایی هستند که در تبادل اطلاعات کاربر نقش دارند:
علاوه بر پروتکل های یاد شده، پر که در تبدیل آدرس IP به نام هاست و بلعکس مورد استفاده قرار میگیرد.
اگر بخواهیم از رابط های کاربری موجود در این لایه که برای اپلیکیشن ها بکار میروند هم نام ببریم میتوانیم Windows Sockets و NetBIOS را معرفی کنیم. Windows Sockets استانداردی را برای (Application Programming Interface (API ایجاد میکند؛ یک API رابط پیاده سازی توسط نرم افزار است که به دیگر برنامه ها اجازه می دهد با آن ارتباط داشته باشند.
NetBIOS هم یک رابط کاربری استاندارد و صنعتی برای دسترسی به خدمات پروتکل مثل session ها، دیتاگرام ها و تطابق نام ها و آدرس ها است. در مورد این رابط های کاربری در بخش بعد مفصل توضیح خواهیم داد.لایه Application در مدل TCP/IP مشابه لایه های Session، Presentation و Application در مدل OSI است. در خصوص لایه های شبکه و مدل OSI و مدل TCP/IP در دوره آموزش نتورک پلاس مهندس نصیری به خوبی آموزش داده شده است.
در قسمت پیش از این بحث به معرفی اجمالی مدل مفهومی TCP/IP پرداختیم و در این بخش قصد داریم تا به عنوان ادامه آموزش، به بررسی پروتکل IP از پروتکل های مرکزی TCP/IP بپردازیم. با ما همراه باشید ، مجموعه پروتکل TCP/IP که بر روی سیستم عامل شما نصب شده است، مجموعه ای از پروتکل های بهم پیوسته هستند که پروتکل های مرکزی TCP/IP نامیده میشوند. تمام اپلیکیشن ها و پروتکل های دیگر در مجموعه TCP/IP به نحوی وابسته به سرویس های اصلی ای هستند که این پروتکل ها از خود ارائه میدهند. پروتکل های مرکزی TCP/IP عبارتند از: IP، ARP، ICMP، IGMP، TCP و UDP هستند.
IP یک پروتکل connectionless و غیرقابل اطمینان است که عمدتا مسئول آدرس دهی و مسیریابی بسته های IP بین هاست ها میباشد. مجددا یادآوری میکنیم که Connectionless به این معنی است که قبل از ارسال دیتا هیچ session ای برقرار نمیشود و غیرقابل اطمینان به این معنی که تحویل بسته به مقصد تضمین نمیگردد.
اما این نکته را هم باید گفت که IP همیشه بهترین تلاشش را برای تحویل بسته به مقصد انجام میدهد. یک بسته IP ممکن است گم شود و یا در حالتی که ترتیب آن بهم خورده باشد، تکراری و یا با تاخیر آمده باشد به مقصد تحویل شود. در چنین شرایطی IP هیچ تلاشی برای بازیابی این نوع از خطاها انجام نمیدهد. در چنین موقعیتی تائیدیه بسته ها تحویل شده و بازیابی بسته های گم شده بخشی از مسئولیت پروتکل لایه بالاتر یعنی TCP خواهد بود. IP در RFC 791 تعریف شده است.
اگر روتر بسته ای را دریافت کند که بزرگتر از حد استاندارد برای عبور از شبکه است، پروتکل IP بسته را به قطعات کوچکتر خرد میکند که در مقصد طبق ترتیبی که دارند مجددا سر هم میشوند. نگامی که بسته ها به مقصد نهایی رسیدند، پروتکل IP در سیستم مقصد بسته های خرد شده را طبق ترتیب خاصی سرهم بندی میکنند تا مجددا بسته اصلی تشکیل شود.
این فرآیند به fragmentation و reassembly معروف است. عمل Fragmentation میتواند در محیط هایی که ترکیبی از رسانه های مختلف شبکه است رخ دهد؛ برای مثال ترکیبی از اترنت و توکن رینگ.Fragmentation و Reassembly بصورت زیر عمل میکنند:
هنگامی که قطعه ها توسط پروتکل IP در مقصد تحویل شدند، توسط بخش Identification شناسایی میشوند که متعلق به یک بسته هستند. سپس با کمک بخش fragment offset قطعه ها مجددا بازیابی و سرهم بندی میشوند.